ЗАЩИТНЫЙ КОНТЕЙНЕР Российский патент 1997 года по МПК G21F5/05 G21F1/12 

Изобретение относится к атомной промышленности, в частности для изготовления радиационно-защитных контейнеров типа КТ, предназначенных для хранения и перевозки радиоактивных источников.

Известен защитный контейнер с двойными металлическими стенками (из свинца или стали), заполненными в промежутке пенополиуретаном [1] Недостатком этого решения является то, что при транспортировке контейнера не обеспечивается надежная герметизация, а следовательно остается опасность радиационного излучения, что представляет вред для окружающей среды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является защитный контейнер типа КТ, который представляет собой цилиндрический вертикальный стакан с крышкой (пробкой), изготовленный из металлического свинца [2] в соответствии с требованием ТУ 95.656-79.

Недостатком этого защитного контейнера, изготовленного на основе металлического свинца, является тот факт, что при E > 100 кэВ процесс фотопоглощения сопровождается эмиссией характеристического наведенного излучения, энергия которого составляет 90 кэВ. Кроме того, эти контейнеры без транспортно-упаковочного комплекта не обеспечивают надежной герметизации, а следовательно радиационной безопасности. По санитарным нормам запрещен контакт открытых частей тела человека с металлическим свинцом.

Технический результат повышение радиационно-защитных свойств, надежности герметизации и экологичности защитных контейнеров типа КТ.

Это достигается благодаря тому, что защитный свинцовый контейнер включает дополнительно внешнюю двухслойную термопластичную оболочку, выполненную из полимерного защитного композита на базе ударопрочного полистирола марки УПМ (ГОСТ 28250-89), наполненного модифицированным полиэтилсиликонатом натрия (ТУ-6-02-696-86) и тонкодисперсным оксидом железа при следующем соотношении компонентов, мас.

Полистирол 8-15
Полиэтилсиликонат натрия 0,5-1
Оксид железа Остальное
и внешнего слоя оболочки, выполненной из полиэтилена низкого давления (ПЭНД) с байнетным затвором.

Использован высокодисперсный оксид железа (FeO, гематит), предварительно термообработанный при 500 ^oC, модифицированный полиэтилсиликонатом натрия в шаровой мельнице (размер частиц 5-10 мкм). Модификация оксида железа выполнена с целью совместимости наполнителя с неполярной полистирольной матрицей. Полистирольная композиция с модифицированным оксидом железа представляет собой термопластичную массу, формуемую в детали контейнера (стакан, крышка) методом горячего прессования.

Внешний слой оболочки, выполненный из полиэтилена толщиной 1-2 мм, может быть декоративным.

Таким образом, предлагаемый защитный контейнер отличается от известного контейнера созданием дополнительной двухслойной защитной термопластичной оболочки вокруг свинцового стакана (трубки) с обеспечением полной герметичности контейнера.

На чертеже изображен предлагаемый защитный контейнер.

Контейнер состоит из свинцового стакана 1 и свинцовой крышки 2. Свинцовый стакан 1 и свинцовая крышка 2 снаружи имеет двухслойную оболочку: внутреннюю 3, 4 и внешнюю 5, 6. Внутри стакана 1 имеется камера 7, куда помещается потребительская тара 8 с радиоактивным веществом. Из схемы контейнера видно, что внутренняя оболочка 3 и внешняя оболочка 5 представляют из себя термопластичный стакан, а внутренняя оболочка 4 и внешняя оболочка 6 представляют из себя термопластичную пробку. В стыке между термопластичным стаканом и термопластичной пробкой находится резиновое уплотнение 9. Снаружи контейнер снабжен байонетным затвором 10. Свободное пространство в камере 7 после помещения в нее потребительской тары 8 с радиоактивным веществом заполняется насыпным сорбентом.

Для испытания свойств материала, из которого изготовлена внутренняя защитная оболочка было изготовлено пять образцов (см. табл.1)
Результаты испытаний радиационно-защитных свойств образцов, указанных в табл.2.

В табл. 3 представлены защитные свойства различных типов предлагаемых и известных контейнеров
Из табл.2 видно, что защитная полимерная композиция на основе полистирола, наполненного оксидом железа обладает достаточно высоким линейным коэффициентом ослабления фотонного излучения в широком диапазоне энергетического спектра, особенно в рентгеновском диапазоне. Данный полимерный защитный композит способен значительно снизить эмиссию характеристического наведения от свинцовой стенки излучения μ 1,02 см^-1).

При энергии характеристического наведения излучения E=90 кэВ кратность ослабления излучения защитными полимерным композитом (ПК) зависит от толщины защитного экрана в следующем виде:(см.табл.3).

Из табл. 3 видно, что предлагаемый защитный контейнер обеспечивает значительное поглощение эмиссии характеристического наведенного от свинца излучения с энергией 90 кэВ. В результате мощность экспозиционной дозы на наружней поверхности контейнера достигает фонового уровня (15-16 мкР/ч. условия эксперимента), что не имеет место в известном контейнере. Для других уровней энергий гамма-квантов радиоактивных источников, помещенных в предлагаемый защитный контейнер обеспечивается снижение мощности экспозиционной дозы на внешней поверхности контейнера на 20-40% по сравнению с известным контейнером.

Защитная полимерная оболочка из композиционного материала на основе ударопрочного полистирола, наполненного модифицированным оксидом железа обладает высокими физико-механическими и химическими характеристиками: механическая прочность на сжатие не менее 70 МПа; водопоглощение не более 0,1 мас. теплостойкость до 150 ^oC; полная химическая устойчивость к кислотным и щелочным растворам.

Внешняя полиэтиленовая оболочка на предлагаемом защитном контейнере с байонетным затвором обеспечивает полную герметизацию контейнера (испытания пузырьковым методом при P=1 атм, по обрызгиванию водой под P=2 атм).

Таким образом, предлагаемый защитный контейнер качественно улучшает радиационно-защитные показатели, практически обеспечивает полную герметизацию контейнера, возможность проведения (в случае необходимости) дезактивации внешней поверхности контейнера, предотвращает экологическую опасность при контакте обслуживающего персонала со свинцом. Существенно улучшается и внешний вид контейнера.

Применение предлагаемого технического решения позволит расширить номенклатуру защитных контейнеров, улучшит радиационную обстановку и условия труда.

Использование: при изготовлении радиационно-защитных контейнеров, предназначенных для хранения и перевозки радиоактивных источников. Сущность изобретения: защитный контейнер выполнен в виде вертикального свинцового цилиндрического стакана с крышкой. Контейнер снабжен наружной двухслойной оболочкой, внутренний слой которой выполнен из полимерной композиции при следующем соотношении компонентов, мас.%; полистирол 8-15; полиэтилсиликонат натрия 0,5-1; оксид железа остальное, а внешний из полиэтилена. 1 з.п.ф-лы, 4 табл., 1 ил.

1. Защитный контейнер, выполненный в виде вертикального свинцового цилиндрического стакана с крышкой, отличающийся тем, что он дополнительно включает наружную двухслойную оболочку, внутренний слой которой выполнен из полимерного композита при следующем соотношении компонентов, масс.

Полистирол 8 15
Полиэтилсиликонат натрия 0,5 1
Оксид железа Остальное
а внешний из полиэтилена.